Nd:YAG激光在牙周病領(lǐng)域中應(yīng)用的研究進(jìn)展

郭旦斐 綜述; 李志韌, 楊永進(jìn), 呂曉寧 審校

(遼寧醫(yī)學(xué)院解放軍第二炮兵總醫(yī)院研究生培養(yǎng)基地, 北京100088)

·綜述·

Nd:YAG激光在牙周病領(lǐng)域中應(yīng)用的研究進(jìn)展

郭旦斐 綜述; 李志韌, 楊永進(jìn), 呂曉寧 審校

(遼寧醫(yī)學(xué)院解放軍第二炮兵總醫(yī)院研究生培養(yǎng)基地, 北京100088)

Nd:YAG激光具有組織穿透深度大、血液凝固效果佳、殺菌效果好等特點，用于牙周病治療時可快速控制炎癥，促進(jìn)新附著形成，具有廣泛的應(yīng)用前景。本文就Nd:YAG激光對牙周組織各部分的影響以及臨床應(yīng)用的研究進(jìn)展作一綜述。

Nd:YAG激光; 牙周病; 激光牙周治療

[DOI] 10.15956/j.cnki.chin.j.conserv.dent.2015.10.012

[Chinese Journal of Conservative Dentistry,2015,25(10): 624]

Nd:YAG激光(全稱摻釹釔鋁石榴石激光器)的激活離子為釹離子Nd3+，基質(zhì)為釔鋁石榴石晶體，波長1.06 μm(該波長正好處于光纖的最佳透過率范圍)，其優(yōu)點為血液凝固效果極佳，且穿透深度大，特別適用于深部血管密集部位的切割以及凝固。Nd:YAG激光是一種短脈沖的近紅外光,其脈沖發(fā)送時的瞬間高能量可引起細(xì)菌菌液汽化,從而導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞壁崩解；同時還可通過熱效應(yīng)使蛋白質(zhì)凝固、變性、壞死[1]。除此之外，Nd:YAG 激光還具有其他生物效應(yīng)，如光化效應(yīng)、電磁場效應(yīng)、光蝕效應(yīng)等。近年來，應(yīng)用激光作為牙周病治療的輔助手段越來越受到學(xué)者們的關(guān)注，并已成為研究的熱點。本文就Nd:YAG激光在牙周病領(lǐng)域中應(yīng)用的研究進(jìn)展作一綜述。

1 Nd:YAG激光對牙周致病菌的影響

牙周病是一種以牙周支持組織喪失為主要表現(xiàn)的慢性感染性疾病，隨著炎癥發(fā)展，可發(fā)生附著喪失甚至牙槽骨吸收。牙周病發(fā)生的始動因子是“牙菌斑”中的細(xì)菌及其產(chǎn)物，因此為達(dá)到治療牙周病的目的，必須控制菌斑。由于傳統(tǒng)的牙周非手術(shù)治療方法(齦上潔治術(shù)、齦下刮治術(shù)和根面平整術(shù))無法有效清除牙周袋內(nèi)的所有細(xì)菌，盡管可通過局部用藥來殺滅細(xì)菌，但長期應(yīng)用會造成菌群對抗生素的耐受。因此，有學(xué)者提出，在牙周基礎(chǔ)治療的前提下輔助使用Nd:YAG激光，可通過其產(chǎn)生的熱效應(yīng)使大多數(shù)厭氧性牙周致病菌失去活性[2]。目前研究認(rèn)為，牙齦卟啉單胞菌、中間普氏菌等產(chǎn)黑色素G-厭氧桿菌與牙周病的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)[3]，而這些產(chǎn)黑色素細(xì)菌對Nd:YAG激光照射的反應(yīng)最為敏感,經(jīng)照射后可使其菌落數(shù)明顯減少[4]。由于此類產(chǎn)黑色素細(xì)菌對激光具有高度敏感性[5]，在傳統(tǒng)牙周機(jī)械刮治的基礎(chǔ)上輔以Nd:YAG激光照射則可達(dá)到快速抗炎的臨床效果。

激光的殺菌效果與其能量密度和照射時間密切相關(guān)。Kranendonk等[6]在體外使用Nd:YAG激光分別對伴放線放線桿菌、牙齦卟啉單胞菌、中間普氏桿菌、具核梭桿菌、福賽坦氏菌、微小微單胞菌6種牙周優(yōu)勢致病菌進(jìn)行照射時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)功率6 W、頻率50 Hz、脈沖持續(xù)時間250 μs、照射15 s時，即可使6種測試細(xì)菌全部被殺死。Vescovi等[7]進(jìn)一步研究了不同頻率、不同功率的Nd：YAG激光對伊氏放線菌的作用，結(jié)果顯示：頻率為25～50 Hz，平均功率分別為2、4、6 W，照射60 s時，對放線菌菌落的生長抑制率為60.13%～100%；其中頻率50 Hz、平均功率6 W、照射時長60 s的激光參數(shù)對MH瓊脂平板培養(yǎng)的伊氏放線菌的生長抑制作用最強(qiáng)。

2 Nd:YAG激光對牙周骨組織的影響

中重度慢性牙周炎的患牙均表現(xiàn)為牙周韌帶的廣泛破壞和牙槽骨的喪失，其中骨組織的喪失主要由破骨細(xì)胞調(diào)控，而破骨細(xì)胞的活性則可被多種促炎因子如前列腺素(PGE2)、白介素-1(IL- 1)、IL- 6家族等激活[8]。有研究采用Nd:YAG激光對人牙齦纖維母細(xì)胞進(jìn)行照射時發(fā)現(xiàn)，該激光可劑量依賴性的降低細(xì)胞中環(huán)氧化酶(COX2)基因的表達(dá)水平，從而減少了脂多糖(LPS)介導(dǎo)的PGE2、IL- 6的產(chǎn)生，抑制了PGE2、IL- 6的活性[9-10]，并進(jìn)而抑制了破骨細(xì)胞的活性。目前的研究已證實，齦溝液中的谷胱甘肽過氧化物酶(GSH- Px)能協(xié)同清除自由基，從而使自由基的產(chǎn)生和清除達(dá)到平衡的狀態(tài)；堿性磷酸酶(ALP)是成骨細(xì)胞的功能酶，主要參與骨代謝，GSH- Px和ALP可作為牙周炎診斷以及療效評價的客觀指標(biāo)。劉娜等研究發(fā)現(xiàn)，Nd:YAG激光照射可使慢性牙周炎大鼠齦溝液中GSH- Px、ALP的產(chǎn)生與清除達(dá)到平衡，起到治療慢性牙周炎的效果[11]。

在牙周再生性手術(shù)治療中，通常使用屏障膜、移植材料治療深度骨內(nèi)缺損，尤其對角形吸收病例，能達(dá)到較好效果。有研究采用Nd:YAG激光照射聯(lián)合自體骨移植治療骨缺損時發(fā)現(xiàn)，激光照射側(cè)與非照射側(cè)相比，所形成的骨組織數(shù)量及質(zhì)量均有所提高[12]。Stein等[13]用Nd:YAG激光對人成骨細(xì)胞進(jìn)行照射時發(fā)現(xiàn)，在照射后的72 h內(nèi)成骨細(xì)胞的增殖和分化活動最明顯，其生物刺激效果最佳。這種生物刺激作用原理為：①通過影響骨保護(hù)素、核因子、核因子配合基的表達(dá)而促進(jìn)骨細(xì)胞的代謝[14]；②低強(qiáng)度高頻率 (20 mJ、50～70 Hz) Nd:YAG 激光照射可使成骨細(xì)胞內(nèi)的骨橋蛋白、ALP及Runx2的表達(dá)水平增強(qiáng)，成纖維細(xì)胞內(nèi)的Ⅰ型膠原纖維增加，內(nèi)皮細(xì)胞中的粘著白蛋白和鈣離子濃度增加[15]。其中Runx2是骨細(xì)胞的特異轉(zhuǎn)錄因子,不僅對骨組織的形成和重建起著重要作用，同時還能調(diào)控間充質(zhì)干細(xì)胞向成骨細(xì)胞分化,并可促進(jìn)軟骨細(xì)胞的成熟和軟骨的血管化。

3 Nd:YAG激光對牙根面的影響

慢性牙周炎患牙的根面由于長期受到袋內(nèi)細(xì)菌和內(nèi)毒素的污染，可形成病變牙骨質(zhì)，從而影響牙周韌帶的附著。因此牙周治療的目的就是去除袋內(nèi)牙結(jié)石、根面毒素及玷污層，以促進(jìn)牙周膜細(xì)胞的趨化附著。激光在牙周袋內(nèi)進(jìn)行照射時，其產(chǎn)生的熱效應(yīng)可引起局部溫度升高，并能促進(jìn)袋內(nèi)牙結(jié)石熔融使之與牙根面分離，從而有利于刮治器的進(jìn)一步刮治，且能減少刮治器對牙根面的損傷。

然而，激光的熱效應(yīng)是一把“雙刃劍”，過高的熱效應(yīng)會損傷周圍軟組織，并造成根面損傷。Lan等[16]研究表明，Nd:YAG激光輸出功率為3 W，連續(xù)照射15 s時可使局部溫度升高6 ℃；若將能量控制在 100 mJ、每秒 20個脈沖以下時，牙根表面的溫度上升則不會超過10 ℃，即不會對鄰近組織造成損害。激光照射時所產(chǎn)生的熱效應(yīng)除與輸出能量有關(guān)外，還受照射方式、照射距離、照射頻率等因素的影響。為了減少對鄰近組織的熱損傷，可以采用間歇照射的方法，或在噴水冷卻條件下進(jìn)行照射。目前已有照射伴水冷卻的脈沖Nd:YAG激光問世，且確能降低其升溫效應(yīng)。但是，水冷卻系統(tǒng)對激光的殺菌、抗炎、生物刺激等效應(yīng)是否有影響尚有待進(jìn)一步研究。

激光對牙根面的作用除了熱效應(yīng)外，還可促進(jìn)鈣離子的沉積，從而改善牙根表面因鹽酸米諾環(huán)素反復(fù)應(yīng)用而造成的牙骨質(zhì)軟化和脫鈣。有研究發(fā)現(xiàn)，用功率為2 W的激光照射局部藥物釋放系統(tǒng)local drug delivery systems (DDS)處理的牙根面后，可使其鈣離子溶解度達(dá)到最??；提示，Nd:YAG激光與DDS系統(tǒng)聯(lián)合應(yīng)用可使長期接受牙周支持治療的患者達(dá)到更理想的治療效果[17]。

4 Nd:YAG激光促進(jìn)牙周新附著形成的作用

激光輔助的牙周新附著形成技術(shù)(laser- assisted new attachment procedure，LANAP)是由國外學(xué)者1998年首次提出的，是一種可在最大程度上減少創(chuàng)傷的新方法；LANAP治療所形成的牙周新附著是指牙骨質(zhì)介導(dǎo)的新的牙周組織附著于患牙根面，而非長結(jié)合上皮愈合[18-19]。

目前，牙周病治療領(lǐng)域尚未有一種方法可完全取代傳統(tǒng)齦下潔刮治術(shù)，超聲、激光治療被認(rèn)為是牙周袋內(nèi)徹底清創(chuàng)和促進(jìn)新附著形成的輔助治療方法；并認(rèn)為，在刮治過程中對組織造成的創(chuàng)傷越小，越有利于新附著形成。有研究表明，超聲牙周非手術(shù)治療組的牙周附著水平與治療前相比，在治療后即刻發(fā)生了平均0.68 mm的附著喪失；而Nd:YAG 激光治療組則可顯著降低超聲儀器所產(chǎn)生的創(chuàng)傷[20]。另一方面，由于炎癥性牙周袋內(nèi)壁含有大量肉芽組織和牙周致病菌，其炎性分泌物可阻礙牙周新附著的形成。有研究認(rèn)為，與傳統(tǒng)器械相比，Nd:YAG柔軟細(xì)長的光纖工作尖可深入迂回復(fù)雜的牙周袋，能更有效地去除袋內(nèi)上皮襯里及部分病變軟組織,且術(shù)中出血少,術(shù)后反應(yīng)輕,可進(jìn)行多次治療[21]。

Yukna等[22]利用計劃要拔除的中重度慢性牙周炎患牙為對象，采用Nd:YAG激光輔助進(jìn)行了LANAP牙周治療，3個月后臨床及病理檢測結(jié)果顯示：與對照組相比，實驗組的臨床探診深度明顯減小，牙根面有新牙骨質(zhì)形成，并可見膠原纖維埋入牙骨質(zhì)中。Nevin等采用上述同樣方法以不同激光參數(shù)治療了10個患牙，結(jié)果顯示，其中5個有牙周新骨質(zhì)的形成，并可見牙周纖維埋入新生骨質(zhì)中[23]。Qadri等對22例慢性牙周炎患者進(jìn)行了Nd:YAG激光輔助下的牙周基礎(chǔ)治療，經(jīng)20個月的臨床觀察發(fā)現(xiàn)，其牙周指數(shù)、牙齦指數(shù)、牙周袋探診深度均較治療前有明顯改善，且長期效果穩(wěn)定；觀察期內(nèi)，實驗組齦溝液中的MMP- 8和IL- 1、4、6、8水平均較對照組明顯降低[24]。

5 Nd:YAG激光對牙周組織的理療作用

按照激光對作用組織產(chǎn)生的反應(yīng)水平，可將其分為強(qiáng)激光和弱激光。前者對組織造成不可逆性損傷，例如，蛋白質(zhì)變性、組織消融等；而后者則不會使靶組織直接發(fā)生損傷。低能量激光工作原理是光與細(xì)胞或組織相互作用，其在皮膚科中的應(yīng)用已有40年歷史，主要用于加速皮膚傷口的愈合。低強(qiáng)度激光對口腔科組織的理療作用包括：促進(jìn)軟組織愈合、加速骨組織改建、抗炎殺菌、抑制疼痛等。Chellini等經(jīng)體外實驗首次證實低強(qiáng)度Nd:YAG激光的生物刺激作用可調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞的分化[15]。此后，Leonida等又進(jìn)行了相關(guān)研究，并發(fā)現(xiàn)Nd:YAG激光不僅能促進(jìn)間充質(zhì)細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)其向成骨細(xì)胞分化，同時還能降低骨壞死風(fēng)險[25]。

Demir等報道，低強(qiáng)度Nd:YAG激光可加速口腔軟組織愈合，其短期效果最為顯著，表現(xiàn)為：照射后4、7、10 d時，軟組織的壞死面積逐漸減小，患者疼痛減輕；組織學(xué)觀察可見創(chuàng)面出現(xiàn)大量過角化或不全角化的細(xì)胞，并可見上皮層增厚、上皮釘突長入結(jié)締組織[26]。以上結(jié)果提示，低強(qiáng)度Nd:YAG激光在復(fù)發(fā)性阿弗他潰瘍、口角長時間牽拉引起的醫(yī)源性創(chuàng)傷、臨床疼痛等治療方面具有廣泛的應(yīng)用前景。但關(guān)于低強(qiáng)度Nd:YAG激光反復(fù)照射后是否會對口內(nèi)黏膜造成不良影響，有學(xué)者也進(jìn)行了相關(guān)研究。Prker等通過自身對照研究發(fā)現(xiàn)，光纖尖距離黏膜1 cm、光斑面積1 cm×1 cm 、能量0.25 W、能量密度5 J/cm2、照射時間20 s，重復(fù)照射10 d后，組織學(xué)觀察結(jié)果顯示，未見細(xì)胞形態(tài)發(fā)生異常，說明其對口腔黏膜無明顯損害[27]。

低能量激光的生物刺激作用可能會受到一些激光參數(shù)的影響，如波長、功率、能量密度、治療時間、應(yīng)用程序、組織結(jié)構(gòu)條件等。因此，用低強(qiáng)度Nd:YAG激光進(jìn)行治療時，其所用照射劑量與治療效果密切相關(guān)。有學(xué)者提供的參考劑量為：口內(nèi)軟組織2～3 J/cm2；頜骨區(qū)域2～4 J/cm2；口外肌群包括顳下頜關(guān)節(jié)區(qū)6～10 J/cm2[28]。

綜上所述， Nd：YAG激光輔助治療牙周病具有促進(jìn)凝血、牙周袋內(nèi)殺菌、改變牙根面形態(tài)從而促進(jìn)新附著形成、去除牙周袋內(nèi)上皮、影響齦溝液中活性成分、促進(jìn)牙槽骨改建等作用，其作用在實驗室研究以及臨床工作中均已得到部分證據(jù)。Nd:YAG激光的工作尖柔韌纖細(xì)，可進(jìn)入牙周袋底，在閾值范圍內(nèi)可隨意調(diào)節(jié)能量強(qiáng)度，可作為牙周病治療中有效的輔助手段。但是仍存在如下問題：①大量國內(nèi)外文獻(xiàn)均未對Nd：YAG激光的牙周治療參數(shù)、照射方式做出明確闡述，在臨床應(yīng)用中也并未對激光治療劑量給出統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，要確定何種治療方式最適用于牙周病治療還需要大樣本量的臨床隨機(jī)對照研究；②關(guān)于Nd:YAG激光治療的科學(xué)性及其應(yīng)用于臨床的安全性，仍需大量的研究進(jìn)一步證明，以期為激光的臨床應(yīng)用提供可靠的試驗依據(jù)。

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Application of Nd: YAG laser in the treatment of periodontal diseases

GUO Dan- fei, LI Zhi- ren, YANG Yong- jin, LYU Xiao- ning

(DepartmentofStomatology,LiaoningMedicalUniversityofPLASecondArtilleryGeneralHospitalCampusTrainingBase,Beijing100088,China)

Nd:YAG laser has the advantage of deep tissue penetration, good hemostasis effect and sterilizing effect. It is widely used in periodontal treatment because it can control inflammation and promote periodontal tissue attachment formation. This review summarizes the application and effects of Nd:YAG laser in the treatment of periodontal diseases.

Nd:YAG Laser; periodontal diseae; periodontal therapy

2014-12-08;

2015-07-03

郭旦斐(1991-)，女，漢族，浙江金華人。碩士生(導(dǎo)師：李志韌)

李志韌，Email：lizhiren001@yahoo.cn

R781.4

A

1005-2593(2015)10-0624-04